氙弧燈的發(fā)光機(jī)制

氙氣短弧燈有兩種不同的種類：純氙氣，只含有氙氣；和氙-汞，它含有氙氣和少量的汞金屬。穩(wěn)態(tài)太陽光模擬器通常使用氙氣短弧燈作為光源，因?yàn)槠渖珳馗哌_(dá)6500K，接近太陽光譜（5500K）。

在純氙氣燈中，大部分光是在電子流離開陰極表面的微小、針尖大小的等離子體云中產(chǎn)生的。發(fā)光體積呈錐形，發(fā)光強(qiáng)度從陰極到陽極呈指數(shù)衰減。穿過等離子云的電子撞擊陽極，使其發(fā)熱。因此，氙氣短弧燈中的陽極要么必須比陰極大得多，要么是水冷的，以散發(fā)熱量。純氙氣短弧燈的輸出提供連續(xù)光譜功率分布，色溫約為 6200K，CRI 接近 100。光強(qiáng)度范圍為 20,000 至 500,000 cd/cm2。盡管即使在高壓燈中，在近紅外區(qū)域也有一些非常強(qiáng)的發(fā)射線，大約在 850-900 nm 的范圍內(nèi)。該光譜區(qū)域可包含總發(fā)射光的約 10%。一些應(yīng)用包括光導(dǎo)系統(tǒng)，例如內(nèi)窺鏡和牙科技術(shù)。

在氙-汞短弧燈中，大部分的光是在位于每個(gè)電極頂端的針尖大小的等離子云中產(chǎn)生的。發(fā)光體的形狀像兩個(gè)相交的圓錐體，并且發(fā)光強(qiáng)度在向燈的中心移動時(shí)呈指數(shù)下降。氙-汞短弧燈有一個(gè)藍(lán)白色的光譜和紫外線輸出。這些燈主要用于紫外線固化應(yīng)用，對物體進(jìn)行消毒，并產(chǎn)生臭氧。

由于電弧的尺寸非常小，因此有可能以適度的精度聚焦燈的光線。由于這個(gè)原因，小到10瓦的氙弧燈被用于光學(xué)和顯微鏡及其他儀器的精密照明，盡管在現(xiàn)代，它們被單模激光二極管和白光超連續(xù)激光器取代，這些激光器可以產(chǎn)生真正的衍射限制光斑。較大的燈被用于產(chǎn)生窄光束的探照燈，或用于需要模擬日光的電影制作照明。

極小的弧形尺寸可以以中等精度聚焦來自燈的光。出于這個(gè)原因，較小尺寸的氙弧燈（低至10 瓦）用于光學(xué)以及顯微鏡和其他儀器的精密照明，盡管在現(xiàn)代它們已被單模激光二極管和白光超連續(xù)譜激光器所取代，這些激光器可以產(chǎn)生真正的衍射極限光斑。較大的燈用于產(chǎn)生窄光束的探照燈，或需要日光模擬的電影制作照明。

許多燈管在外殼上有一個(gè)短波紫外線阻隔涂層，并作為 “無臭氧 “燈出售。有些燈的外殼是由超純的合成熔融石英（如 “透明石英“）制成的，這大約是成本的兩倍，但它可以使燈發(fā)出有用的光到真空紫外線區(qū)域。這些燈通常在純氮?dú)夥罩羞\(yùn)行。